Селективное лазерное плавление или SLM/DMP (Selective Laser Melting / Direct Metal Printing) – является перспективной технологией во врачебной практике и стоматологии в частности. Принцип основан на использовании принтеров объемной печати. Системы этого класса уже сейчас способны распечатывать ткани организма, не говоря уже о работе с металлами и композитами, которые применяются для лечения ротовой полости. Биопринтеры объемной печати развиваются такими темпами, что к 2030 году предполагается распечатать первый работоспособный орган.
Очевидно, что технология из всех медицинских сфер актуальнее всего использовать именно в стоматологии. Практически каждый современный человек сталкивается с проблемами с зубами, работать с тканями такого класса проще, а вмешательство минимальное в сравнении со сложными хирургическими операциями.
Направление деятельности
По классической методике врач работает с гипсом и эластичными композитами. Работа сопряжена с многочисленными корректировками формы, но и она не будет держаться вечно: геометрия сохраняется ограниченное время, после чего материал теряет свойства. При использовании объемной печати работа по подгонке заготовки ведется в редакторе, что дает возможность проработать все компоненты и контролировать процесс еще до получения компонента в материале. При этом экономится время, материал, растет точность и качество полученного имплантата и элементов системы.
Ручной труд сводится к минимуму, потому проще организовать подбор специалистов, а так же сделать операцию доступнее для клиентов. Сбор информации происходит не на основе слепка, а посредством сканера, который формирует базу данных для моделирования нужной части. Однако, роль врача не исключается полностью, так как он имеет доступ ко всем этапам моделирования и может внести необходимые правки.
Технология позволяет создавать следующие конструкции:
— имплантаты;
— коронки;
— модели из гипса;
— мостовидные протезы;- а так же инструмент для стоматологии, который уникален и позволит выполнять специфические операции на высоком уровне точности.
Методика обладает следующими положительными качествами:
— во-первых, позволяет хранить данные пациентов в электронном формате, что позволяет не просто сэкономить на бумаге, но управлять базой эффективнее, вплоть до автоматизированного контроля;
— во-вторых, скорость реализации моделей выше, не требуется многочисленных подгонок и примерок, что доставляет неудобства и врачу, и пациенту;
— в-третьих, возможность врачебной ошибки практически сводится к нулю, потому растет качество и доверие клиентов к инновационной методике;
— в-четвертых, точность полученной продукции выше аналогов, созданных по классической схеме.
Само передовое оснащение наглядно демонстрирует технологический уровень клиники.
Как работает методика применительно к стоматологии?
В первую очередь проводится сканирование ротовой полости, для чего применяют специализированные сканеры, либо аппараты КТ/ МРТ.
Полученные сведения загружаются в специализированные программы, где происходит автоматическая обработка. Эксперт на данном этапе может вносить изменения по своему усмотрению.
Затем на стоматологическом принтере запускается процесс печати подготовленного электронного образца.
По полученным моделям создаются готовые детали и производится их установка заказчику.
В зависимости от используемого оборудования, принцип обработки сырья различается, чаще всего работает частичное или полное таяние выбранного материала, либо сырье плавится или спекается.
В итоге на базе полимеров и металлов формируются цельные компоненты.
Самые распространенные варианты оборудования приведены ниже, стоимость оборудования для стоматологов колеблется в районе 20 тысяч долларов. Украинская марка предлагает оборудование под брендом KLONA, обсудить конкретные условия заказа позволяет политика конфиденциальности компании Stratasys, которая не указывает ценники своего оборудования.
Так же выделяют различные модели устройств, каждая из которых нацелена на работу определенного класса:
— Objet Eden350V и Eden500V, которые способны работать с 17-ю сырьевыми компонентами;
— именно для выполнения проектов стоматологического характера разрабатывался Objet Eden260VS Dental Advantage;
— из бюджетных вариантов, способных работать на минимальной площади выделяют Objet30 OrthoDesk;
— с высокой точность создает мостовидные системы и коронки CrownWorx;
— а FrameWorx ориентирован на выпуск съемных структур
Варианты методик и подробно о СЛП
На уровне с лазерным плавлением спекание (SLS) и нанесение веществ послойно, полимеризация которых идет ускоренными темпами (WDM).
По рассматриваемому принципу работа ведется с компонентами металлического сплава – мелкодисперсными частицами, которые расплавляются лазером и соединяются друг с другом. Слои последовательно наносятся один на другой до получения компонента с заданной геометрией.
При методе SLS спекание происходит выборочно, что приводит к росту пористости, которая значительно ниже у рассматриваемой технологии. В конечном счете изделия SLM получаются прочнее, надежнее и качественнее. Метод WDM дает возможность укладывать вещество слоями, полимеризация их происходит ускоренными темпами, потому сросшиеся частицы формируют заготовку в короткие сроки.
Именно высокая плотность создаваемых изделий позволили занять методике высокие позиции в сфере стоматологии. Работа ведется с CAD-моделями, что так же положительно влияет на качество. Цифровая заготовка разбивается на несколько слоев, высота которых находится в пределах 20-100 микрон, которые визуализируются двухмерно. Программа анализирует информацию в форме файла STL, который считается отраслевым стандартом. Финальным этапом анализа считается сопоставление полученной модели с возможностями принтера.
После приведения всех аспектов к соответствию, начинается построение:
— порошок металла наносится на плиту, зафиксированную на специальной платформе;
— луч лазера проводит сканирование слоя, выявляя его геометрические параметры, сечение;
— платформа опускается в колодец на толщину создаваемого слоя.
Процесс ведется в камере принтера, который наполнен аргоном/азотом. На первых этапах работы большая часть газа продувается и уходит, что связано с необходимостью создания безвоздушной среды.
В финале детали извлекается из камеры вместе с плитой, поддерживающие детали удаляются, проводится финишная обработка поверхности.
По механическим характеристикам полученные изделия сравнимы с литьем, при высокой точности. Реализовать путем плавления можно протез любой конфигурации, включая сложные геометрические формы.
При выпуске эксперты получают серьезную экономию материала.
Технология отработана и выгодно отличается от альтернатив, как в пользу экспертного сообщества, так и для клиентов стоматологической клиники. В сравнении с селективным лазерным плавлением классический подход преимуществ практически не имеет.
